隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)成為當前電力建設(shè)的重要內(nèi)容?，F(xiàn)簡要論述一下變電線路保護及電氣綜合自動化。將220kV城市終端站設(shè)計介紹如下。
1、設(shè)計原則
    在城市電網(wǎng)建設(shè)中， 首先應(yīng)當解決的是城市變電站的建設(shè)問題， 建設(shè) 城市變電站應(yīng)當遵循的基本原則是：1 ) 足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域 內(nèi)中長期規(guī)劃預測的負荷要求; 2 )可靠靈活的主接線方式; 3 ) 結(jié)構(gòu)緊湊， 設(shè)備體積小， 占地面積小; 4 ) 主設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)越，可靠性高， 檢修頻率 低， 噪聲低; 5 )自動化程度高， 通信誤碼率低， 可靠性高。
2、電氣主接線
    隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷完善， 電氣設(shè)備可靠性的不斷提高， 變電站主接 線將向簡化方向發(fā)展。簡化主接線后不但不會降低變電站的可靠性和靈 活性， 在某種程度上反而能夠提高可靠性和靈活性。簡化主接線還具有如 下優(yōu)點： 減少設(shè)備數(shù)量、 減少占地面積、 減少建設(shè)投資和降低運行維護費 這里介 用。電氣主接線的選擇通常與變電容量的需求有較為密切的關(guān)系， 紹帶斷路器的線路變壓器組的設(shè)計方案： 1 ) 220kV 城市終端站電氣主接 線一般分三個電壓等級， 3 組帶斷路器的線路變壓器組構(gòu)成。2 )220kV 由 ) 設(shè)置線路閘刀、 電流互感器、 斷路器、 氧化鋅避雷器、 電纜頭及主變， 共同 構(gòu)成線路變壓器組。3) 110kV 為單母線分段，各段母線各與 1 臺主變相連， 各帶多路出線。 4)35kV 為單母線分段，各段母線帶多路出線, 每臺主變分別通過2臺35kv斷路器交于2段 ， 5 )35kV 母線上有三臺分段斷路器。
3、配電裝置
3.1 220kV 配電裝置及主變
    220kV配電裝置選擇室內(nèi)布置， 采用傳統(tǒng)的 獨立電器， 相間距離 3.5m， 依次為電纜頭、 單側(cè)帶接地刀的線路閘刀、 單斷 氧化鋅避雷器， 最后接主變。斷路器與線路閘刀之間 口六氟化硫斷路器、留作通道， 作為檢修運輸通道。變壓器的選擇對城市變電站來說又有著特 殊的要求。體積小、 噪音低、 阻燃性好、 可靠性高， 就應(yīng)是選擇變壓器要突 主要是防噪聲。變壓器 出考慮的性能。220kV 配電裝置與主變共處一室， 可采用低噪聲強油風冷， 散熱器分體安裝于室外。
3.2 110kV 配電裝置
   110kV配電裝置采用三相共箱式結(jié)構(gòu)的全封閉六 氟化硫絕緣的組合電器， 選擇 GIS 戶內(nèi)布置， 這是在國內(nèi)城市變電站設(shè)備 選型中常用的做法。 的結(jié)構(gòu)為緊湊型三相共箱式， GIS 三相導體共面布置， 所有開關(guān)設(shè)備均采用了彈簧 P 電動操動機構(gòu)，由 1 臺機構(gòu)操作，三相聯(lián) 動。 由于無需壓縮空氣供給系統(tǒng)， 從而實現(xiàn)了無油化、 無氣化。 斷路器采用 了自能熄弧研究的最新成果： 氣吹壓力與開斷電流自適應(yīng)熄弧原理。開斷 額定斷路電流所需的能量大部分取自電弧本身，大幅度減少了對操作能 量的需求， 操作功約為同等開斷容量壓氣式斷路器的 20%～25%。斷路器 配置了低操作功、 無維護或少維護、 高可靠性的彈簧操動機構(gòu)。此外， 提供 多種主接線方案， 配置方式靈活。
3.3 35kV配電裝置
    35kV配電裝置采用進口全封閉六氟化硫絕緣的組 合電器， 雙列布置， 頭尾相接， 容易處理單母線分段的接線型式。每個間隔 寬度為 0.6～0.8m， 雙列布置。
4、電氣平面布置
    變電站主要設(shè)備分布在綜合樓及 220kV 配電裝置樓。
4.1 綜合樓
    綜合樓底層布置 35kV 配電裝置及3臺所變，35kV GIS采用背靠背雙列布置。由于兩列裝置之間有土建結(jié)構(gòu)樁頭， 因此， 對于背后有 接線的 GIS 需適當拉開距離， 以便施工檢修。第 2層為電纜層，主要敷設(shè) 110kV 電纜出線， 110kV GIS 及 35kV GIS 絕緣母線與主變的接口等。 3 第 層布置 110kV 配電裝置 GIS。除 110kV GIS 外， 還設(shè)有配套的壓縮機房。 第 4 層為控制層，設(shè)有控制室及繼電保護室。控制室下面不設(shè)電纜層，控制電纜經(jīng)豎井上來后， 經(jīng)過控制室架空地板進入各相應(yīng)設(shè)備。綜合樓地下 35kV 電力電纜通道。箱形基礎(chǔ)靠 層為箱形基礎(chǔ)， 箱形基礎(chǔ)同時作為 110、 圍墻一側(cè)， 設(shè)有 4 只豎井及 2 只工作井， 電纜通過兩井與排管連接， 上面 通過豎井到電纜層及控制室。
4.2 220kV配電裝置樓
    配電裝置樓共有三個單元，每個單元布置1組線單元之間設(shè)敞開式5m通道，作為路變壓器組，每個單元間隔寬度為14m，主變散熱器安裝位置及接地變壓器位置，接地變壓器采用過街樓式安排， 以利主變散熱器通風散熱。
5、系統(tǒng)保護
5.1 220kV 線路保護
    220kV線路與主變保護屏、直流屏、所用配電屏等 主變故障時不需傳送遠方跳 布置在繼電保護室。主變高壓側(cè)裝設(shè)斷路器， 擬采用相間電流和零序電流速斷作為 220kV 閘命令。為了簡化保護配置，線路主保護， 并在送電端配置以下保護： 1 )相間電流速斷保護， 瞬間跳閘; 2 ) 定時限過流保護， 延時跳閘; 3 )零序電流速斷保護， 瞬時跳閘; 4 ) 零序過 流保護， 延時跳閘; 5 )斷路器失靈保護。
    以上保護除斷路器失靈保護外， 均實現(xiàn)與主變雙重保護。送電站的 1 套重合閘裝置在線路單相故 配置 2 套， 障時， 斷路器跳三相， 然后進行三相重合; 相間故障時， 斷路器跳三相， 不 進行重合。
5.2 主變保護
    電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電設(shè)備， 它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴重的影響，同時大容量的電力必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考 變壓器也是非常貴重的設(shè)備。因此，慮裝設(shè)性能良好、 工作可靠的繼電保護裝置。
5.3 110kV 線路保護
    采用微機控制，包括電流速斷、過電流兩階段; 零序電流速斷和零序過流2段保護。
5.4 35kV 線路保護
    采用電流速斷、 過電流和零序過電流保護。
5.5 母線保護
    110kV 母線為單母線分段接線方式， 每段母線配置 1 套三 相式母線差動保護， 母差保護動作瞬時切除主變 110kV 進線斷路器、 分段 斷路器及母線上聯(lián)絡(luò)線斷路器， 母差動作時閉鎖分段自切。35kV母線為單母線分段接線方式， 每段母線配置 1 套三相式母線差動保護， 母差保護 分段斷路器， 母差動作時閉鎖分段 動作瞬時切除主變 35kV 進線斷路器、 自切并切除 35kV 母線上聯(lián)絡(luò)線斷路器。
5.6 自動裝置
    35kV 和 110kV 母線分別裝設(shè)備用電源自動切換裝置。 每 回 35kV 線路均裝設(shè)按周減載裝置。
6、變電站綜合自動化
    所謂變電站綜合自動化， 就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術(shù)， 分 別采集變電站的模擬量、 脈沖量、 開關(guān)狀態(tài)量及一些非電量信號， 經(jīng)過功 能的重新組合， 按照預定的程序和要求實現(xiàn)變電站監(jiān)視、 測量、 協(xié)調(diào)和控 制自動化的集合體和全過程， 從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享， 提高變電站 自動化的整體效益。
6.1 基本功能
   系統(tǒng)采用先進的計算機技術(shù)，將變電站中所需要的控制、保護、測量、中央信號、各類自動化裝置、管理監(jiān)測、報表打印、事故記錄、故障濾波、通訊調(diào)度等功能集中于一個微機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中， 可實現(xiàn)變電站的 無人值守。該系統(tǒng)以其技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、 功能齊全、具備無人值班的技術(shù)條件等方面的優(yōu)勢， 在電力系統(tǒng)內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用。其基本功能和技術(shù)如下：1)保護功能; 2) 測量及數(shù)據(jù)采集功能;3) 自動裝置 監(jiān)視與工程師工作功能實現(xiàn)人功能; 4) 控制和操作閉鎖; 5)對所及監(jiān)控、機聯(lián)系; 6)系統(tǒng)的自診斷功能。
6.2 主要特點
    變電所綜合自動化是利用計算機的技術(shù)綜合、統(tǒng)一進行處理，促進各環(huán)節(jié)的功能協(xié)調(diào)， 其主要特點是：
1) 微機系統(tǒng)和保護信息串行 通信采用交流采樣，大大提高了信息總量，能夠根據(jù)事件優(yōu)先級迅速遠傳) 微機變送器輸入由CT、提供，PT 直接輸變電信息。
2)系統(tǒng)采用微機采樣，入計算機編碼與數(shù)據(jù)采集微機通信， 可傳送多種計算量，速度較快、精度較高，是目前數(shù)據(jù)采集的最佳選擇。
3)微機保護與監(jiān)控部分通信可在調(diào)度 端查看和修改保護整定值。
4)變電所綜合自動化具有對裝置本身實時自檢功能， 方便維護與維修， 可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實 時檢查， 能快速發(fā)現(xiàn)裝置內(nèi)部的故障及缺陷， 并給出提示， 指出故障位置， 解決了各環(huán)節(jié)在技術(shù)上保持相對獨立而造成的各行其是，重復投資甚至影響運行可靠性的弊端。
5)抗干擾能力強，可擴展性好。
6)實現(xiàn)綜合自動化后的無人值班變電所占地面積小， 取消模擬屏、 控制臺和單獨的小電流 接地系統(tǒng)與無功電壓自動調(diào)節(jié)裝置等， 既減少了征地， 也減小了主控室面積， 大大減少了投資。
6.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.3.1 系統(tǒng)配置
    由于采用了分散安裝技術(shù)，大大節(jié)省了控制室面積以及 大量電纜和安裝費用， 降低系統(tǒng)造價， 提高系統(tǒng)可靠性， 使分布式變電站 綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)點明顯地體現(xiàn)出來：1 ) 不同電氣設(shè)備均單獨安裝對應(yīng)的前置機，其任一裝置出現(xiàn)故障， 均不影響系統(tǒng)其它部分正常運行; 2 ) 系統(tǒng)內(nèi)裝置間信息的傳送均為數(shù)字信號， 所以系統(tǒng)抗干擾能力增強; 3 ) 分布式系統(tǒng)為多 CPU 工作方式，各裝置均有一定的數(shù)據(jù)處理能力， 從而大大 減輕了主位計算機的負擔; 4 )系統(tǒng)擴充靈活、 方便。
6.3.2 通信系統(tǒng)
    通信系統(tǒng)是將整個變電站綜合自動化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)乃 至該變電站相應(yīng)的配電線路上自動化系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)傳輸給變電集控中 心和配電自動化集控中心， 站內(nèi)通信采用光纖以太網(wǎng)， 保證在站內(nèi)毋需中 (雙通道，) 由中心站進行 斷其他設(shè)備。站外通訊采用光纜與中心站相連接 遙控和監(jiān)視。
6.3.3 軟件配置
    主機軟件包括對系統(tǒng)的管理、圖形顯示、技術(shù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫管理、打印報表、通訊及自診斷軟件、智能專家系統(tǒng)的故障分析和操作 票自動生成等。
    實踐證明， 220kV城市終端站是解決當前城市供電矛盾的一個有效途徑，隨著變電站綜合自動化技術(shù)的提高和硬件、軟件環(huán)境的改善，它也將是今后城市電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。
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